Научная статья на тему 'МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ НА ОСНОВЕ НИТРАТА АММОНИЯ И ПОЛЯРНЫХ ПОЛИМЕРОВ'

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ НА ОСНОВЕ НИТРАТА АММОНИЯ И ПОЛЯРНЫХ ПОЛИМЕРОВ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
45
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Ползуновский вестник
ВАК
RSCI
Область наук
Ключевые слова
НИТРАТ АММОНИЯ / ПОЛИМЕР / МОЛЕКУЛЯРНЫЙ КОМПЛЕКС / ТЕРМИЧЕСКОЕ РАЗ- ЛОЖЕНИЕ / ГОРЕНИЕ

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Попок В. Н., Бычин Н. В.

В статье представлены результаты исследований молекулярных комплексов, содер- жащих нитрат аммония. Установлено, что молекулярные комплексы нитрата аммония с ПВП, ПВС, МПВТ, желатином не плавятся при термическом разложении. Молекулярные ком- плексы характеризуются более высокими параметрами безопасности, низким значением предельного давления воспламенения и горения, высокой скоростью горения, низким шлако- образованием, по сравнению с аналогичными по составу механическими смесями

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Попок В. Н., Бычин Н. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ НА ОСНОВЕ НИТРАТА АММОНИЯ И ПОЛЯРНЫХ ПОЛИМЕРОВ»

УДК 629.7

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ НА ОСНОВЕ НИТРАТА АММОНИЯ И ПОЛЯРНЫХ ПОЛИМЕРОВ

В.Н. Попок, Н.В. Бычин

В статье представлены результаты исследований молекулярных комплексов, содержащих нитрат аммония. Установлено, что молекулярные комплексы нитрата аммония с ПВП, ПВС, МПВТ, желатином не плавятся при термическом разложении. Молекулярные комплексы характеризуются более высокими параметрами безопасности, низким значением предельного давления воспламенения и горения, высокой скоростью горения, низким шлакообразованием, по сравнению с аналогичными по составу механическими смесями.

Ключевые слова: нитрат аммония, полимер, молекулярный комплекс, термическое разложение, горение

ВВЕДЕНИЕ

Комплексы неионогенных полярных полимеров с солями различных кислот, с молекулами органических соединений длительное время исследуются и используются в различных областях науки и техники [1-4]. Среди таких исследований и приложений можно назвать твердые полимерные электролиты на основе таких полимеров, как поливиниловый спирт, поливинилпирролидон и другие полимеры с азотистыми гетероциклами, нитриль-ные и уретановые каучуки, полиэтиленгли-коль (полиэтиленоксид), полиакриламид, целлюлоза и ее производные, полиметилме-такрилат, фенолформальдегидные и резор-цин-формальдегидные смолы и др. В качестве солевой добавки используются перхлораты, нитраты, хлориды, тиоцианаты, йодиды щелочных металлов, перхлорат и нитрат аммония, соли других кислот, в том числе ди-нитразовой. Комплексы водорастворимых полимеров с нитратами, формиатами и другими солями металлов используются в виде полимерно-солевых прекурсоров для пироли-тического синтеза наноразмерных оксидов металлов, в том числе комплексных, и изготовления каталитически активных мембран. Из органических молекулярных соединений широко исследуются и используются в комплексах с упомянутыми полярными полимерами мочевина, тиомочевина, резорцин, нит-рамины (НМХ, РйХ, НИЩ, нитропроизвод-ные толуола, бензола и другие.

Применительно к высокоэнергетическим материалам, использующимся в качестве химического топлива в газогенераторах, ракетных двигателях, наибольший интерес представляют комплексы окислителей или органических высокоэнергетических соединений с полярными полимерами, позволяющие соз-

давать гомогенные или наноструктурирован-ные композиции с сопутствующим решением проблем использования этих соединений в гетерогенных композициях на основе крупнодисперсных порошков и полимерных связующих. Следует отметить, что твердые растворы (комплексы) перхлората лития с полиал-киленоксидами, поликапролактамом рассматривались в 50-60-е годы 20 века в качестве замены баллиститным порохам. В последние несколько лет наблюдается возрождение интереса к комплексам и нанострукту-рированным композициям типа полярный полимер/окислитель, полярный полимер/органические молекулярные соединения в качестве нового типа высокоэффективных химических топлив.

Применительно к такому окислителю как нитрат аммония (НА) особого внимания заслуживает возможность его фазовой стабилизации при образовании комплекса полимер/окислитель [5] или при кристаллизации нитрата аммония с размером частиц < 1-5 мкм в полимерной матрице [6, 7], а так же возможность улучшения параметров термического разложения и горения комплексов в сравнении с гетерогенными механическими смесями этих компонентов.

В настоящей статье представлены результаты экспериментальных исследований параметров термического разложения, горения и взрывчатых характеристик молекулярных композитов на основе нитрата аммония и полярных (преимущественно водорастворимых) неионогенных полимеров в виде молекулярных комплексов (твердых растворов) в сравнении с их механическими смесями. Данные, подтверждающие образование комплексов в большинстве рассматриваемых ниже композиций, широко представлены в публикациях, посвященным твердым поли-

мерным электролитам и полимерно-солевым композициям [1-6]. Поэтому ниже этот вопрос не рассматривается.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе исследовались молекулярные комплексы на основе таких полимеров, как поливинилпирролидон (ПВП, М=8000), поливиниловый спирт (ПВС, М=100000), полиэти-леноксид (высокомолекулярный полиэти-ленгликоль, ПЭО, М=10000), полиэтиленгли-коль (ПЭГ, М=200-400), желатин (пищевой), полимер МПВТ, СКН-40 и нитрата аммония марки ч.д.а.

Молекулярные комплексы готовились из водных или водно-ацетоновых растворов полимеров и НА с сушкой в тонких слоях или в объеме с периодическим перемешиванием для исключения расслаивания смеси.

В качестве методов испытаний применялись дифференциально-сканирующая калориметрия (ДСК), дифференциально-термический анализ (ДТА), термогравиметрический анализ (ТГА), методы измерения чувствительности к удару и трению, методы определения скорости горения (метод перегорающих проволочек и метод слабовозрас-тающего давления). При исследованиях термического разложения масса навески составляла 2-10 мг, скорость нагрева 10 оС/мин., эксперименты проводились в среде азота. Для определения чувствительности к трению ударного характера использовался прибор К-44-III, для определения чувствительности к удару использовались ударные копры с массой груза 2 кг и 10 кг и приборчик № 2 (Холе-во). Скорость горения измерялась в приборе постоянного давления, в среде азота. Погрешность определения скорости горения не превышала 5 %, при доверительной вероятности более 0,95.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Были изготовлены сокристаллизаты с водорастворимыми полимерами (ПВП, ПВС), наиболее часто используемые для исследования комплексообразования в композициях с нитратом аммония и другими неорганическими солями. Соотношение НА/полимер соответствовало 1/1 по массе. Целью этих исследований являлось установление проявления полиморфных переходов, плавления и разложения в сокристаллизатах при существенном превышении над стехиометрическим содержания НА. Для стехиометрических сме-

сей с содержанием НА не более 25 масс. % полиморфные переходы и плавление в со-кристаллизатах отсутствуют [5].

Данные термоаналитических исследований (ДСК) этих молекулярных комплексов и механической смеси ПВП/НА приведены на рисунке 1. Для механической смеси ПВП/НА характерно наличие полиморфных переходов при температурах -54 оС, 89 оС, 128 оС, плавления при температуре 164 оС и пика разложения с эндоэффектом с пиком при температуре 236 оС.

Т, о С

—О-ПВС/НА (1/1) —х—ПВП/НА (1/1)

—*—ПВП/НА (3/1) -»—ПВП/НА (смесь 1/1)

Рисунок 1. ДСК молекулярных комплексов и механической смеси на основе ПВП, ПВС и НА.

Тепловой эффект плавления по абсолютной величине несколько меньше, чем должен быть при пересчете на содержание НА в смеси, а пик температуры плавления смещен в низкотемпературную область, как и пик разложения. Тепловой эффект разложения смеси (-1900 Дж/г) примерно в два раза меньше по абсолютной величине, чем тепловой эффект разложения-сублимации эквивалентного содержания НА в смеси. В совокупности последние два эффекта показывают наличие реакции между НА и ПВП в механической смеси. Аналогичные результаты получены и для механической смеси ПВС/НА.

Для молекулярных комплексов ПВС и ПВП с НА наличие полиморфных переходов и тепловые эффекты им соответствующие зависят от соотношения полимер/нитрат аммония в композиции. При содержании НА 25 масс. % в молекулярном комплексе ПВП/НА тепловых эффектов, соответствующих полиморфным переходам и плавлению НА, не наблюдается (рисунок 1). Такое же поведение

наблюдается и при исследовании молекулярного комплекса ПВС/НА (75/25). При рассматриваемом содержании НА в молекулярных комплексах равном 50 масс. % наблюдаются полиморфные переходы при 54 оС, 128 оС. Плавления НА в композициях не наблюдается, даже при содержании НА, достигающем 80 масс. % и более в молекулярном комплексе. Наиболее важным и интересным является изменение характера тепловых эффектов при разложении молекулярных комплексов в сравнении с механическими смесями - разложения комплекса происходит с достаточно большим тепловыделением. Для молекулярного комплекса ПВП/НА (1/1) тепловой эффект разложения достигает значений более +2000 Дж/г. Пик разложения молекулярного комплекса смещен в низкотемпературную область примерно на 50-60 оС в сравнении с пиком разложения механической смеси.

Для молекулярного комплекса ПВС/НА (1/1) характерны те же особенности изменения тепловых эффектов в условиях ДСК, что и для комплекса ПВП/НА. Разложения молекулярного комплекса многостадийное (в области температур 150-350 оС), а значения тепловых экзоэффектов не превышают суммарно величины 400 Дж/г.

В целом, для двух рассмотренных полимеров, поведение молекулярных комплексов в области температур полиморфных переходов, плавления НА соответствует литературным данным [5, 6].

С учетом целевого назначения проводимой работы, далее рассматривались только те полимеры, которые дают в сокристаллиза-тах с НА большие значения тепловых экзоэффектов разложения (на уровне и выше, чем в сокристаллизатах ПВП/НА), что обеспечивало их устойчивое воспламенение и горение при давлениях близких к атмосферному, в отличие от механических смесей.

Тестирование полимеров показало, что этим требованиям удовлетворяют такие высокомолекулярные полярные соединения как ПЭГ-полиэтиленгликоль (ПЭО-

полиэтиленоксид), тетразольный полимер МПВТ, нитрильный каучук СКН-40, полиуре-тановый каучук, полиакриламид, полиакрило-нитрил, желатин, различные марки целлюлозы, включая нитроцеллюлозу и другие полярные полимеры. За некоторым исключением (МПВТ), перечисленные полимеры использовались в различных работах в составе твердых электролитов на основе полимерно-солевых комплексов. Далее рассматриваются только композиции на основе ПЭО (ПЭГ),

ПВП и МПВТ, для которых достаточно просто можно приготовить молекулярные комплексы с НА из водных или водно-ацетоновых растворов. На некоторых частных примерах рассматривается влияние на свойства молекулярных комплексов низкомолекулярных полярных пластификаторов - ПЭГ, глицерин и

др.

На рисунке 2 приведены результаты ДСК молекулярных комплексов ПЭО(ПЭГ)/НА при различном содержании НА (выше стехиомет-рического, необходимого для образования комплекса).

Т, о С

—д— ПЭО/ПЭГ/НА (1/1/2) — ПЭГ (ПЭО)/НА (1/2)

-*-ПЭО/НА (2/8)

Рисунок 2. ДСК молекулярных комплексов, включающих ПЭО, ПЭГ и НА.

Для молекулярного комплекса ПЭО/ПЭГ/НА (1/1/2) характерно наличие пиков полиморфных переходов при температурах ~89 оС и 128 оС, эндотермического пика плавления НА в окрестности температуры 170 оС и экзотермического пика 180-220 оС, соответствующего термическому разложению молекулярного комплекса.

На кривой ДСК комплекса ПЭГ(ПЭО)/НА (1/2) проявляется полиморфный переход НА при температуре ~ 128 оС, эндотермический пик плавления НА при ~170 оС и два пика термического разложения комплекса - при температурах 180-230 оС и 270-310 оС, при этом второй пик намного менее выражен, по-сравнению с первым. Наличие двух пиков термического разложения связано с особенностью физико-химических свойств молекулярного комплекса ПЭГ(ПЭО)/НА [3].

Для молекулярного комплекса ПЭО/НА (2/8) характерно наличие эндотермических пиков при температурах ~54 оС и 128 оС (со-

ответствующих полиморфным переходам НА), плавления НА в окрестности температуры 170 оС и последующих двух экзотермических пиков при температурах ~170-210 оС и 240-290 оС.

Из рисунка 2 видно, что при содержании НА более 60 масс. % в молекулярных комплексах, содержащих ПЭО, ПЭГ, наблюдаются два пика термического разложения комплексов, что обусловлено их физико-химическими свойствами.

На рисунке 3 представлены результаты ДСК молекулярных комплексов МПВТ и желатина с НА в соотношении 1/1 по массе. Здесь же представлены дополнительные результаты по комплексу ПВП/НА в соотношении 1/2.

Т, о с

-»— ПВП/НА (1/2) —МПВТ/НА (1/1)

—а— Желатин/НА (1/1)

Рисунок 3. ДСК молекулярных комплексов НА с ПВП, МПВТ и желатином.

Молекулярный комплекс желатин/НА не имеет полиморфных переходов и не плавится. Имеет один пик разложения с мощным экзоэффектом в области температур интенсивного разложения-сублимации нитрата аммония (215-240 оС) с некоторым смещением экстремума в низкотемпературную область. Тепловой эффект реакции разложения молекулярного комплекса превышает 2000 Дж/г.

Для комплекса МПВТ/НА (1/1), приготовленного из водно-ацетонового раствора, характерно наличие полиморфных переходов при 54-56 оС и 128 оС. Интенсивное разложение молекулярного комплекса начинается при температуре -150 оС. При этом плавления НА не наблюдается. Температура максимума пика разложения комплекса МПВТ/НА(1/1) практически соответствует температуре

плавления НА (~170 оС), тепловой эффект реакции разложения превышает +4000 Дж/г.

Для комплекса ПВП/НА (1/2) характерно появление второго пика разложения в области температур 220-250 оС, что качественно аналогично наблюдаемому двухстадийному разложению сокристаллизатов ПЭО(ПЭГ)/НА при высоком содержании нитрата аммония (рисунок 2). При этом для комплекса ПВП/НА (1/2) характерно наличие трех полиморных переходов НА при температурах ~ 54 оС, 89 оС, 128 оС.

В отличие от сокристаллизатов ПЭО/НА в рассматриваемых композициях МПВТ/НА, желатин/НА, ПВП/НА эндотермичекого пика, соответствующего плавлению НА, не наблюдается.

На рисунке 4 представлены кривые ДСК механических смесей НА с МПВТ и ПЭО.

Т, о С

—X— МПВТ/НА (смесь 1/1) —а— ПЭО/НА (смесь 1/1) -НА

Рисунок 4. ДСК механических смесей НА с МПВТ и ПЭО.

Для механических смесей рассматриваемых полимеров с НА характерно наличие полиморфных переходов (при температурах ~54 0С и 128 0С), плавления НА и достаточно большого по абсолютной величине эндоэф-фекта разложения, соответствующего области разложения-сублимации НА.

В таблице 1 представлены результаты ДСК/ДТА/ТГА исследований по определению температур плавления (Тп), термического разложения (Тр1, Тр2 - для первого и второго пика) и соответствующие им тепловые эффекты (Ор1 и Ор2).

Таблица 1

Характеристики плавления и термического разложения молекулярных комплексов и смесей

Близкие характеристики термического поведения молекулярных комплексов резор-цино-формальдегидная смола/НА (соотношение компонентов в смеси ~1/1) получены в недавно опубликованных работах [3], посвященных формированию композитов с нано-размерными включениями окислителя. При этом часть окислителя (НА) образует комплекс с полярными группами смолы. Показано, что абсолютные значения теплот фазовых переходов и плавления уменьшаются непропорционально избыточному (над сте-хиометрическим для образования комплекса) содержанию нитрата аммония в композиции при его общем содержании менее 80 масс. %.

Для улучшения технологичности молекулярных комплексов была проведена оценка влияния пластификаторов на термическое поведение (в условиях ДСК) некоторых систем. Рассмотрены полимеры и сопластифи-каторы: ПВП/ПЭГ, ПВП/глицерин , ПЭО/ПЭГ, СКН-40/нитроэфирный пластификатор, поли-уретановый каучук/нитроэфирный пластификатор. Результаты термического анализа некоторых смесей-молекулярных комплексов с НА, приготовленных из водных, водно-ацетоновых растворов приведены на рисунке

5 (соотношение компонентов в массовых час-

Т, о с

—х—ПВП/НА/глицерин (2/3/1) -а- ПЭО/ПЭГ/НА (1/1/2) —л— ПВП/ПЭГ/НА (2/1/3)

Рисунок 5. ДСК комплексов, содержащих НА, ПЭО, ПЭГ, ПВП, глицерин.

Использование низкомолекулярного по-лиэтиленгликоля в качестве пластификатора для ПВП и высокомолекулярного ПЭО сохраняет практически все особенности термического поведения молекулярного комплекса без пластификатора. Использование глицерина для пластификации ПВП дает однородный оптически прозрачный раствор-сокристаллизат с кардинально отличным от базового комплекса термическим поведением, связанным с изменением характера разложения композиции- экзоэффект разложения базовой композиции ПВП/НА изменяется на мощный эндоэффект при введении в систему глицерина. Аналогичные эффекты наблюдаются и при введении нитроэфирных пластификаторов в сокристаллизаты СКН-40 и полиуретанового каучука с нитратом аммония.

Эффект разрушения комплексов полярный полимер/соль при использовании пластификаторов наблюдается и для твердых электролитов на основе рассматриваемых компонентов [1]. Поэтому вопрос о выборе эффективного пластификатора для рассматриваемых комплексов требует дальнейших исследований.

Для анализа возможных путей модификации способа приготовления молекулярных комплексов был приготовлен сплав кристаллического ПЭО с НА (1/4) после тщательного перетирания механической смеси, производимого при сплавлении при температуре 80-

Состав Состояние Тп, Тр1, Тр2 оС; Qр1 и Qр2, Дж/г

НА чда Тп=169; Тр1=250; Qр1=-7000

НА(2)/ПВП(1) сокр Тр1=187; Qр1=1680; Тр2=232; Qр2=229

НА(1)/ПВС(1) сокр Тр1=179; Qр1=270; Тр2=211; Qр2=263

НА(1)/МПВТ(1) сокр Тр1=172; Qр1=4190

НА(1)/ПВП(1) сокр Тр1=178; Qр1=2190

НА(1)/Желатин(1) сокр Тр1=225; Qр1=2000

НА(8)/ПЭО(2) сокр Тп=170; Тр1=193; Qр1=952; Тр2=262; Qр2=1100

НА(1)/МПВТ(1) смесь Тп=170; Тр1=215; Qр1=-1230

НА(2)/ПЭГ(1) сокр Тп=168; Тр1=214; Qр1=2640; Тр2=292; Qр2=614

НА(3)/ПВП(2)/ПЭГ(1) сокр Тр1=184; Qр1=3700;

90 оС (на 30-40 оС выше температуры плавления ПЭО). В расплаве происходит, по-видимому, частичное растворение нитрата аммония в ПЭО, что подтверждается имеющимися литературными данными [1]. Длительность подготовки-прогрева с перемешиванием порядка десятков минут в лабораторных условиях. Получающаяся масса при температуре опыта способна к формованию или гранулированию. Характеристики термического поведения в анализируемой области температур идентичны молекулярному комплексу, полученному из водного раствора компонентов с аналогичным содержанием. На рисунке 6 представлены результаты ДСК полученного молекулярного комплекса ПЭО/НА (1/4).

Т, о С

Рисунок 6. ДСК сплава ПЭО/НА (1/4)

Полученный молекулярный комплекс не имеет полиморфных превращений в области температур от -50 оС до +50 оС (рисунок 6). Однако, наблюдаемый гистерезис в циклах нагрев охлаждение и специфика кривой ДСК при охлаждении позволяют говорить о процессе стеклования в молекулярных комплексах.

Для молекулярных комплексов ПВП/НА, МПВТ/НА, ПЭО/НА были проведены исследования по определению скорости горения (установлению нижнего предела по давлению (рпр), при котором наблюдается горение молекулярного комплекса) и определению параметров чувствительности к механическим воздействиям, а именно, к трению (нижний предел инициирования по давлению, Р0) и удару (нижний предел по высоте сбрасывания груза массой 2 кг, Н0). Полученные экспериментальные данные представлены в таблице 2.

Таблица 2

Параметры чувствительности и горения молекулярных комплексов и смесей.

Состав, Состояние Характеристики Рпр,

масс. чувствительности МПа

части а сё 1 Н0, мм (пр. № 2)

ПВП/НА мол. ком- >600 >500 0,1

(2/8) плекс

ПВП/НА мех. смесь 510 450 >8

(2/8)

МПВТ/НА мол. ком- >600 >500 0,1

(1/1) плекс

МПВТ/НА мех. смесь 450 400 0,1

(1/1)

ПЭО/НА мол. ком- >600 >500 >1-2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(2/8) плекс

ПЭО/НА мех. смесь 540 450 >6-8

(2/8)

Как видно из данных таблицы 2, молекулярные комплексы характеризуются более низкой чувствительностью к механическим воздействиям, по сравнению с аналогичными по составу механическими смесями. При этом значения рпр для молекулярных комплексов значительно ниже, за исключением комплекса МПВТ/НА.

Установлено, что скорости горения молекулярных комплексов выше, чем для механических смесей. При горении молекулярных комплексов образуется существенно меньше шлаков, по сравнению с аналогичными по составу механическими смесями, что особенно проявляется при низких давлениях (близких к рпр).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных работ по получению молекулярных комплексов и исследованию их свойств было установлено, что:

1. Предложенный метод получения молекулярных комплексов из водных и водно-ацетоновых растворов позволяет блокировать плавление нитрата аммония (комплексы с ПВП, ПВС, МПВТ, желатином), что снижает потери тепла при горении комплекса и тем самым интенсифицирует процесс горения;

2. На примере механической смеси и молекулярного комплекса НА/МПВТ, показано, что при термическом разложении комплекса наблюдается выделение тепла (экзотермический пик), в отличии от термического разложения механической смеси, для которой наблюдается эндотермический характер разложения. Дополнительный экзотермический эффект при разложении способствует интенсификации процессов, проходящих в зоне

горения и термического разложения компонентов молекулярного комплекса;

3. Получение молекулярного комплекса НА/ПЭО из расплава позволяет блокировать полиморфные переходы НА в интервале температур от -50оС до +50оС;

4. Чувствительность к удару и трению молекулярных комплексов ниже, по сравнению с аналогичными по составу механическими смесями. Это обусловлено более гомогенной структурой молекулярного комплекса, по сравнению с механической смесью;

5. Для молекулярных комплексов характерны более низкие значения рпр, более высокие значения скорости горения, меньшее количество шлаков, что показывает большую эффективность горения молекулярных комплексов, по сравнению с механическими смесями и позволяет реализовать устойчивое воспламенение и горения комплекса при давлении ~0,1 МПа.

Дальнейшие исследования по созданию молекулярных комплексов должны быть направлены на исследования и выбор пластификаторов для обеспечения технологичности получаемых молекулярных комплексов, оп-

тимизацию рецептуры комплексов для обеспечения фазовой стабильности нитрата аммония и реализации высоких энергомассовых показателей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Gray F. M. Solid Polymer Electrolytes: Fundamentals and Technological Applications. - New York: VCH, 1991. - 370 p.

2. Андриянова М.В., Апостолова Р.Д., Недужко Л.И. и др. // Вопросы химии и химической технологии. - 2008. - № 1. - С. 119-123.

3. Cudziio S., Kicinski W. // Propellants Explosives, Pyrotechnics. - 2009 - № 34. - P. 155-160.

4. Mimani T., Patil K.C. // Mater. Phys. Mech. - 2001.

- № 4. - P. 134-137.

5. Lang A.J., Vyazovkin S. // J. Phys. Chem - 2008. -№ 112 (36). - P. 1236-11243.

6. Keromnes-Wuillaume A., Beaucamp A. // Materials of 41 International Annual Conference of ICT, June 29

- July 02 2010 (Karlsruhe, Germany). - P. 341-349.

7. Popok V.N., Popok N.I., Bychin N.V. // High Energy Materials: Demilitarization, Antiterrorism and Civil Applications: Abstracts of IV International Workshop HEMs-2008 (September 3-5, 2008, Belokurikha).-Biysk: FSUE FR&PC ALTAI.- P. 58-60.

ВЛИЯНИЕ САЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ НА ПРОЦЕСС ТЕРМОЛИЗА

ПЛЕНКООБРАЗУЮЩЕГО РАСТВОРА НА ОСНОВЕ НИТРАТА

ЦЕРИЯ(Ш)

О.С. Халипова, С.А. Кузнецова, В.В. Козик

На основании термического анализа высушенных пленкообразующих растворов (ПОР) на основе нитрата церия(Ш), нитрата церия(Ш) с салициловой кислотой (Sal) и салицилата церия(Ш), с использованием аппроксимационных методов Метцгера-Горовица и Ерофеева-Колмагорова, установлено влияние салициловой кислоты на процесс разложения ПОР. Определены основные стадии и кинетические параметры формирования оксида церия(^) из данных растворов.

Ключевые слова: нитрат церия(Ш), раствор, термический анализ, термолиз.

ВВЕДЕНИЕ

Оксид церия(!У) - полифункциональный материал, широко используемый в различных областях промышленности [1, 2]. Особый интерес представляет его применение в качестве катализаторов дожига угарного газа или беспламенного горения [4], способствующих снижению концентрации вредных веществ выбрасываемых в атмосферу.

При целенаправленном синтезе диоксида церия важной задачей является установ-

ление процессов его формирования, которая может быть решена при анализе термической деструкции ПОР. Определение оптимальных температур получения оксида и кинетических параметров реакции при термическом анализе позволяет не только провести описание процессов (последовательность элементарных стадий, температурные интервалы и т.д.), но и установить влияние различных добавок на процессы формирования диоксида церия [3], что является необходимым при

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.